專利名稱：基于儲(chǔ)能電容的接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于接觸器安全運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于儲(chǔ)能電容 的接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
接地網(wǎng)是用扁鐵制成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)設(shè)備，它是電力系統(tǒng)保護(hù)電力設(shè)備 正常工作的重要設(shè)施之一，其性能優(yōu)越直接影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。由 于接地網(wǎng)埋于地下，土壤的腐蝕等因素的影響使得接地網(wǎng)的導(dǎo)體支路往往 會(huì)發(fā)生腐蝕斷裂，使得接地網(wǎng)的性能隨之下降，從而嚴(yán)重影響電力設(shè)備的 正常運(yùn)行和人身安全。因接地網(wǎng)埋于地下，因而如何能夠在不開挖的情況 下即可以對(duì)接地網(wǎng)即地網(wǎng)的腐蝕故障狀況進(jìn)行診斷，多年來一直是學(xué)者們 致力研究解決的問題。
故障診斷過程中， 一般釆用恒流源作為激勵(lì)源，施加在地網(wǎng)的一些可 及節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)在其它相應(yīng)的可及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電壓測(cè)試。接地網(wǎng)的面積一般 和電廠、變電站等地上建筑物等同，因此規(guī)模較大，相應(yīng)地對(duì)地網(wǎng)腐蝕故 障狀況進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試工作量也較大。為了提高測(cè)試數(shù)據(jù)精度， 一般在測(cè) 試中，將電流源施加在某激勵(lì)位置(即激勵(lì)源具體的加載位置)后，調(diào)節(jié) 電流源由小至大依次遞增，同時(shí)記錄某幾個(gè)電流檔時(shí)在其它可及節(jié)點(diǎn)的對(duì) 應(yīng)測(cè)試電壓值，然后改變電流源極性，重復(fù)上述過程，將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理作為可用的測(cè)試數(shù)據(jù)，這樣工作量較大，存在極性換線等問題，為減小 工作量和提高工作效率，釆用了激勵(lì)位置和激勵(lì)極性均能釆用接觸器進(jìn)行 程控切換的裝置。上述程控切換裝置具體是通過分別串接在激勵(lì)源的兩端 和多個(gè)被激勵(lì)節(jié)點(diǎn)之間激勵(lì)線上的多個(gè)接觸器，來實(shí)現(xiàn)對(duì)電流激勵(lì)極性和 電流源激勵(lì)位置進(jìn)行切換的。上述對(duì)電流激勵(lì)極性和電流激勵(lì)位置進(jìn)行切換的多個(gè)接觸器的觸點(diǎn)， 都必須在激勵(lì)源輸出的激勵(lì)電流強(qiáng)度為零時(shí)才可以動(dòng)作，否則強(qiáng)大的電弧 會(huì)燒毀接觸器的觸點(diǎn)。實(shí)際使用過程中，但是當(dāng)因各種原因?qū)е鲁炭厍袚Q 裝置突然失去電源時(shí)，即造成上述多個(gè)接觸器失電時(shí)，接觸器則有可能會(huì) 因此而返回其常開(或常閉)狀態(tài)而使觸點(diǎn)動(dòng)作，但是此時(shí)由于激勵(lì)源所 輸出的激勵(lì)電流并不能立即減小到零，因此可能燒毀接觸器的觸點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一 種基于儲(chǔ)能電容的接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路，其電路簡(jiǎn)單合理且性能可 靠，能有效解決對(duì)激勵(lì)電流源的電流激勵(lì)極性和激勵(lì)位置進(jìn)行切換的接觸 器突然失去交流電源，但此時(shí)激勵(lì)電流源所輸出的激勵(lì)電流強(qiáng)度不為零 時(shí)，所導(dǎo)致的燒毀接觸器觸點(diǎn)、損壞激勵(lì)電流源等實(shí)際問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種基于儲(chǔ)能電容的 接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路，其特征在于包括經(jīng)整流電路整流后分別為被 保護(hù)接觸器的接觸器電磁線圈進(jìn)行供電且為儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電的交流電 源、交流電源斷電情況下對(duì)接觸器電磁線圈進(jìn)行持續(xù)供電的備用電源即儲(chǔ) 能電容和將儲(chǔ)能電容所提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為接觸器電磁線圈工作電壓 的DC-DC變換器，以及根據(jù)交流電源斷電與否相應(yīng)接通或切斷儲(chǔ)能電容的 供電電路的電磁切換裝置；
所述交流電源及其整流電路以及儲(chǔ)能電容組成對(duì)接觸器電磁線圈進(jìn)
行供電的供電系統(tǒng)，所述電磁切換裝置串接在所述供電系統(tǒng)與接觸器電磁
線圈間的供電電路中。
所述儲(chǔ)能電容的容量C〉，，式中;;為DC-DC變換器的轉(zhuǎn)換效率，^
為儲(chǔ)能電容的儲(chǔ)能利用率，U為交流電源對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電的充電電壓； WL=W。+Wc=VEI。T。+mVEIcTc,其中Ve、 I。和T。分別為接觸器電磁線圈正常工作 時(shí)的供電電壓、工作電流和待機(jī)時(shí)間，L和T。分別為交流電源斷電期間維持DC-DC變換器和電磁切換裝置工作所需要的工作電流和持續(xù)時(shí)間。
所述DC-DC變換器的下限工作電壓Urain與其轉(zhuǎn)換效率;;之間的關(guān)系為 ^ = 1-, ， U為交流電源對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電的充電電壓。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明電路簡(jiǎn)單合理且使 用操作簡(jiǎn)便。2、設(shè)計(jì)新穎合理、性能可靠且使用效果好、實(shí)用價(jià)值高， 在突然失去交流電源即當(dāng)交流電源突然斷電情況下，通過電磁切換裝置自 動(dòng)切換至由備用電源對(duì)儲(chǔ)能電容利用其內(nèi)部此時(shí)所存儲(chǔ)能量繼續(xù)為接觸 器電磁線圈進(jìn)行持續(xù)供電的狀態(tài)，使得接觸器電磁線圈在突然失去交流電 源后再持續(xù)工作一段時(shí)間，即使得接觸器的觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作一段時(shí)間。當(dāng)交 流電源恢復(fù)正常供電后，電磁切換裝置再自動(dòng)切換至由交流電源為接觸器 電磁線圈進(jìn)行供電的狀態(tài)。因而，本發(fā)明利用儲(chǔ)能電容所儲(chǔ)存的能量，在 失去交流電源時(shí)為接觸器電磁線圈進(jìn)行持續(xù)供電，防止接觸器觸點(diǎn)立即恢 復(fù)原態(tài)，損壞接觸器觸點(diǎn)。綜上，本發(fā)明能有效解決對(duì)恒流源即激勵(lì)電流 源的電流激勵(lì)極性和激勵(lì)位置進(jìn)行切換的接觸器工作過程中，當(dāng)接觸器突 然斷電即突然失去交流電源，但此時(shí)恒流源所輸出的激勵(lì)電流強(qiáng)度不為零 時(shí)，所導(dǎo)致的燒毀接觸器觸點(diǎn)、損壞信號(hào)源即激勵(lì)電流源等實(shí)際問題。采 用本發(fā)明后，當(dāng)接觸器突然斷電即突然失去交流電源時(shí)，利用儲(chǔ)能電容所 儲(chǔ)存的能量，能夠使接觸器觸點(diǎn)保持原態(tài)且不發(fā)生失電復(fù)位，并且能夠在 斷電時(shí)通過電磁切換裝置向激勵(lì)電流源發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使得激勵(lì)電流源進(jìn) 入自動(dòng)保護(hù)狀態(tài)，即使得激勵(lì)電流源所輸出的電流值不斷減小，直至激勵(lì) 電流源的輸出電流為零后，才不再保持接觸器原態(tài)。所用的激勵(lì)源為智能 型激勵(lì)電流源，其具有在接受命令后能自動(dòng)調(diào)節(jié)(逐漸減小或逐漸增大) 輸出電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)和保護(hù)功能。3、適用范圍廣，本發(fā)明能有效適用于 各種類型的繼電器。綜上所述，本發(fā)明能有效解決對(duì)恒流源的電流激勵(lì)極 性和激勵(lì)位置進(jìn)行切換的接觸器，在突然失去交流電源但恒流源的輸出電 流值較大時(shí)，可能導(dǎo)致接觸器觸點(diǎn)復(fù)位，繼而引起其它帶電電路發(fā)生故障、 燒毀接觸器觸點(diǎn)或損壞信號(hào)源等多種實(shí)際問題。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖l為本發(fā)明的電路框圖。
附圖標(biāo)記說明
l一交流電源； 2—整流電路； 3—接觸器電磁線圈；
4一儲(chǔ)能電容； 5—DC-DC變換器； 6—電磁切換裝置。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括經(jīng)整流電路2整流后分別為被保護(hù)接觸器的 接觸器電磁線圈3進(jìn)行供電且為儲(chǔ)能電容4進(jìn)行充電的交流電源1、交流 電源1斷電情況下對(duì)接觸器電磁線圈3進(jìn)行持續(xù)供電的備用電源即儲(chǔ)能電 容4和將儲(chǔ)能電容4所提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為接觸器電磁線圈3工作電壓 的DC-DC變換器5，以及根據(jù)交流電源1斷電與否相應(yīng)接通或切斷儲(chǔ)能電 容4的供電電路的電磁切換裝置6。本實(shí)施例中，所述被保護(hù)接觸器為對(duì) 激勵(lì)電流源即恒流源的電流激勵(lì)極性和激勵(lì)位置進(jìn)行切換的接觸器，所述 激勵(lì)電流源為智能型激勵(lì)電流源，其具有自動(dòng)逐漸減小輸出電流的自動(dòng)保 護(hù)功能。實(shí)際使用過程中，所述電磁切換裝置6接所述激勵(lì)電流源并能在 交流電源1斷電情況下向所述激勵(lì)電流源發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使得所述激勵(lì)電 流源進(jìn)入自動(dòng)保護(hù)狀態(tài)(即不斷減小輸出電流的自動(dòng)保護(hù)狀態(tài))。
所述交流電源l及其整流電路2以及儲(chǔ)能電容4組成對(duì)接觸器電磁線 圈3進(jìn)行供電的供電系統(tǒng)，所述電磁切換裝置6串接在所述供電系統(tǒng)與接 觸器電磁線圈3間的供電電路中。也就是說，交流電源l為對(duì)接觸器的接 觸器電磁線圈3進(jìn)行供電的主電源，在交流電源1突然斷電即突然失去交 流電源1時(shí)，電磁切換裝置6自動(dòng)將接觸器電磁線圈3的供電電源切換至 由儲(chǔ)能電容4進(jìn)行供電的狀態(tài)，即自動(dòng)接通儲(chǔ)能電容4與接觸器電磁線圈 3間的供電電路，使得儲(chǔ)能電容4利用其內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量為接觸器電磁線圈3供電一定時(shí)間，即使接觸器電磁線圈3能持續(xù)工作一定時(shí)間。綜上， 突然失去交流電源1的情況下，通過儲(chǔ)能電容4能夠使接觸器的觸點(diǎn)保持 或維持原狀態(tài)一段時(shí)間，相當(dāng)于使得接觸器的觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作一段時(shí)間。
所述DC-DC變換器5的下限工作電壓Umin (即表示失去交流電源1期 間，當(dāng)儲(chǔ)能電容4的電壓下降到U^后，DC-DC變換器5就不能正常工作) 與儲(chǔ)能電容4的能量利用率^之間的關(guān)系為^ = 1-*, U為交流電源l
對(duì)儲(chǔ)能電容4進(jìn)行充電的充電電壓。經(jīng)研究得出^、 U^和U之間的對(duì)應(yīng) 關(guān)系如表1:
表1_
yA 60% 70% 80% 88.9%93.8% 98% Umin 0.63U0. 55U 0. 45U0. 33U0. 25U0. 14U
由表1可見，^并不隨著U^下降而線性增加，當(dāng)U^下降到一定程度
后，^的增加很平緩，因此沒有必要將Umin設(shè)計(jì)的太低，因?yàn)閁min越小，DC-DC
變換器5的輸入電壓Vi的范圍越寬，制作難度也越大。但是當(dāng)U氐到一 定程度時(shí)，對(duì)于儲(chǔ)能利用率^的改善作用已經(jīng)很小，因而一般可以取
Umin=0. "U，對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能利用率^=93. 75%;或Umin=0. 33U,對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能利用率 ^=88. 89°/。。
實(shí)際操作過程中，所述儲(chǔ)能電容4的容量O，，式中;;為DC-DC
變換器5的轉(zhuǎn)換效率，^為儲(chǔ)能電容4的儲(chǔ)能利用率，U為交流電源l對(duì) 儲(chǔ)能電容4進(jìn)行充電的充電電壓；WI^W。+W產(chǎn)V山T。+mV山Tc;,其中Ve、 1。和 T。分別為接觸器電磁線圈3正常工作時(shí)的供電電壓、工作電流和待機(jī)時(shí)間， Ic和Te分別為交流電源1斷電期間維持DC-DC變換器5和電磁切換裝置6 工作所需要的工作電流和持續(xù)時(shí)間。
綜上所述，本發(fā)明的工作過程是在交流電源l正常工作時(shí)，交流電源 1經(jīng)整流電路2整流后為被保護(hù)接觸器的接觸器電磁線圈3進(jìn)行供電，同 時(shí)為儲(chǔ)能電容4進(jìn)行充電；當(dāng)突然失去交流電源l,即當(dāng)交流電源l突然斷電情況下，通過電磁切換裝置6自動(dòng)切換至由備用電源對(duì)儲(chǔ)能電容4利 用其內(nèi)部此時(shí)所存儲(chǔ)能量繼續(xù)為接觸器電磁線圈3進(jìn)行持續(xù)供電，使得接 觸器電磁線圈3在突然失去交流電源1后再持續(xù)工作一段時(shí)間，即使得接 觸器的觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作一段時(shí)間。當(dāng)交流電源1恢復(fù)正常供電后，電磁切換
裝置6再自動(dòng)切換至由交流電源1為接觸器電磁線圈3進(jìn)行供電的狀態(tài)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是 根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu) 變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種基于儲(chǔ)能電容的接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路，其特征在于包括經(jīng)整流電路(2)整流后分別為被保護(hù)接觸器的接觸器電磁線圈(3)進(jìn)行供電且為儲(chǔ)能電容(4)進(jìn)行充電的交流電源(1)、交流電源(1)斷電情況下對(duì)接觸器電磁線圈(3)進(jìn)行持續(xù)供電的備用電源即儲(chǔ)能電容(4)和將儲(chǔ)能電容(4)所提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為接觸器電磁線圈(3)工作電壓的DC-DC變換器(5)，以及根據(jù)交流電源(1)斷電與否相應(yīng)接通或切斷儲(chǔ)能電容(4)的供電電路的電磁切換裝置(6)；所述交流電源(1)及其整流電路(2)以及儲(chǔ)能電容(4)組成對(duì)接觸器電磁線圈(3)進(jìn)行供電的供電系統(tǒng)，所述電磁切換裝置(6)串接在所述供電系統(tǒng)與接觸器電磁線圈(3)間的供電電路中。
2. 按照權(quán)利要求l所述的基于儲(chǔ)能電容的接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路， 其特征在于所述儲(chǔ)能電容(4)的容量o，，式中/7為DC-DC變換器(5)的轉(zhuǎn)換效率，^為儲(chǔ)能電容(4)的儲(chǔ)能利用率，U為交流電源(l) 對(duì)儲(chǔ)能電容(4)進(jìn)行充電的充電電壓；WL=WQ+We=VEIJQ+mVBIeTe，其中VE、 1。和T。分別為接觸器電磁線圈(3)正常工作時(shí)的供電電壓、工作電流和 待機(jī)時(shí)間，Ie和Tc:分別為交流電源(1)斷電期間維持DC-DC變換器(5) 和電磁切換裝置(6)工作所需要的工作電流和持續(xù)時(shí)間。
3. 按照權(quán)利要求2所述的基于儲(chǔ)能電容的接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路， 其特征在于所述DC-DC變換器(5)的下限工作電壓U^與其轉(zhuǎn)換效率;; 之間的關(guān)系為^=l-，f， U為交流電源(1)對(duì)儲(chǔ)能電容(4)進(jìn)行充電的充電電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于儲(chǔ)能電容的接觸器斷電持續(xù)保護(hù)電路，包括經(jīng)整流電路整流后分別為被保護(hù)接觸器的接觸器電磁線圈進(jìn)行供電且為儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電的交流電源、交流電源斷電情況下對(duì)接觸器電磁線圈進(jìn)行持續(xù)供電的備用電源即儲(chǔ)能電容和將儲(chǔ)能電容所提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為接觸器電磁線圈工作電壓的DC-DC變換器，以及根據(jù)交流電源斷電與否相應(yīng)接通或切斷儲(chǔ)能電容的供電電路的電磁切換裝置。本發(fā)明電路簡(jiǎn)單合理且性能可靠，能有效解決對(duì)激勵(lì)電流源的電流激勵(lì)極性和激勵(lì)位置進(jìn)行切換的接觸器突然失去交流電源，但此時(shí)激勵(lì)電流源所輸出的激勵(lì)電流強(qiáng)度不為零時(shí)，所導(dǎo)致的燒毀接觸器觸點(diǎn)、損壞激勵(lì)電流源等實(shí)際問題。
文檔編號(hào)H02H7/00GK101546905SQ20091002237
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者倪云峰, 健 劉, 曹笛笛 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)